SEMI E164 EDA 通用元数据模型规范概述
引言
SEMI E164 标准全称为“Specification For EDA Common Metadata”， 即 EDA 通用元数据模型规范。 SEMI E164 定义了基于SEMI E125-0710和SEMI E120-0310的设备元数据, 通过规范定义设备元数据的通用表示和约定，促进实现之间的通用性。尤其适用于 300mm 半导体工厂的生产设备。
SEMI E164 的规范仅适用于作用于基材（Substrate）的生产设备。并且，规范仅定义元数据的展现方式，并不强制要求设备必须实施所引用的通信标准。
E164的要求分为两部分。第一部分包含一般适用于元数据集的需求。第二部分包含那些特定于E164所处理的各个内容标准的需求。每一个内容标准都在单独的小节中讨论。
元数据核心架构与通用要求
1. 设备元数据概述
设备通过 SEMI E125 中定义的 XML 格式描述自身元数据，并通过七类服务获取：
- GetEquipmentStructure
- GetEquipmentNodeDescriptions
- GetSEMIObjTypes
- GetStateMachines
- GetException
- GetTypeDefinitions
- GetUnits
这些服务共同构建设备的完整元数据视图，支持数据收集与交互。
2. 设备结构建模
- 设备结构中的每个节点均为“可命名对象” （Nameable），包括Equipment、Module、Subsystem、IODevice、MaterialLocation 和LogicElement元素。
- 必须包含 MaterialManager 和 JobManager 两个逻辑元素，用于管理与物料和作业相关的对象与参数。
- IODevice 应至少包含一个代表传感器输入或执行器输出的参数。
- 所有存放基板、运输载体或工艺耐用件的位置（除 Carrier Slot 外）均应建模为 MaterialLocation，并包含 MaterialID 参数。
3. 状态机与事件
- 状态机用于描述设备行为，包括状态、转换、事件等。
- 事件 ID 格式应为：<state machine>:<transition number>:<source state>-<target state>。
- 每个状态机应包含一个 NoState 伪状态，表示初始与最终状态。
4. 参数与数据类型
- 参数应定义为设备节点描述或逻辑元素的一部分。
- 数值型参数应使用整型、浮点型或布尔型，避免使用字符串，除非标准强制要求。
- 单位应采用 SEMI E145 中定义的符号与语法。
SEMI标准元数据内容支持
E164 对以下 SEMI 通信标准的内容提出具体元数据要求：
- SEMI E30 – 制造设备通信与控制通用模型（GEM）
- SEMI E40 – 工艺管理标准
- SEMI E87 – 晶舟管理（CMS）规范
- SEMI E90 – 基材跟踪规范
- SEMI E94 – 控制作业管理规范
- SEMI E116 – 设备性能跟踪（EPT）规范
- SEMI E148 – 时间同步与 TS-Clock 对象定义
- SEMI E157 – 模块工艺跟踪规范
针对每个标准，E164 提供了相应的通用元数据 XML 文件，并说明了如何将其集成到设备元数据中。
从公共元数据构建设备元数据
E164 提供了一套方法，指导如何将公共元数据文件与设备具体信息结合，形成完整的设备元数据集。步骤包括：
- 确定要实施的内容标准及其版本。
- 下载对应的 XML 文件，并根据设备实际情况进行修改。
- 合并来自不同标准的元数据构造（如参数、状态机、对象等）。
- 添加设备特有的元数据元素，完成最终元数据集的构建。
总结
SEMI E164 为半导体设备提供了一套结构化、可扩展的元数据建模框架，支持多标准协同与数据一致化。通过遵循该规范，设备制造商与软件开发者能够提升系统间的互操作性，为智能制造与自动化控制奠定数据基础。
该标准不仅适用于设备描述，也为 EDA（Equipment Data Acquisition）系统提供了可靠的数据接入与解释依据，是推动半导体工厂数字化与标准化的重要工具。
如需了解SEMI E164解决方案，请联系support@kxware.com。
如需获取SEMI 标准文档， 请访问SEMI网站获取：https://www.semi.org/en/products-services/download-standards 。